DE3611484A1 - METHOD FOR OBTAINING DEEP DISCHARGE PROTECTION FOR A RECHARGEABLE BATTERY, AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR IMPLEMENTING THE METHOD - Google Patents
METHOD FOR OBTAINING DEEP DISCHARGE PROTECTION FOR A RECHARGEABLE BATTERY, AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR IMPLEMENTING THE METHODInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
Ein Verfahren bzw. eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art werden im wesentlichen bei tragbaren Leuchten mit wiederaufladbaren Batterien benutzt bzw. eingesetzt.A method or a circuit arrangement of the beginning mentioned type are essentially portable Luminaires with rechargeable batteries used or used.
Tragbare Leuchten, die mit wiederaufladbaren Batterien versorgt werden, sind mit einem Tiefentladeschutz ausgerüstet. Sinn einer solchen Maßnahme ist es, die Nickel-Cadmium oder Bleiakkumulatoren oder -batterien vor einer schädigenden Tiefentladung zu schützen. Eine solche Tiefentladung liegt dann vor, wenn batteriespezifische Spannungswerte bei einer Entladung unterschritten werden.Portable lights with rechargeable batteries are supplied with deep discharge protection equipped. The point of such a measure is that Nickel cadmium or lead acid batteries or batteries to protect against damaging deep discharge. A such a deep discharge occurs when battery-specific Voltage values under-discharged will.
Der Stand der Technik sieht dabei Tiefentladungsschutzschaltungen, die bei Erreichen einer noch zulässigen unteren Spannungsgrenze den Verbraucher, der z. B. eine Glühlampe sein kann, von der Batterie trennen. Eine Wiedereinschaltsperre verhindert das Wiedereinschalten des Verbrauchers, wenn sich die Batterie erholt und wenn dabei die Batteriespannung ansteigt. Das Rücksetzen des Tiefentladeschutzes erfolgt durch Aus- und Wiedereinschalten der Leuchte.The state of the art sees it Deep discharge protection circuits that when reached permissible lower voltage limit the consumer, the z. B. can be an incandescent lamp from the battery separate. A restart lock prevents this Reactivating the consumer when the Battery recovers and when doing so the battery voltage increases. The deep discharge protection is reset by switching the lamp off and on again.
Der Nachteil bekannter Tiefentladeschutzschaltungen bzw. -verfahren besteht darin, daß der Verbraucher abrupt ausgeschaltet wird. Die Batterie wird zwar dadurch geschützt, die Nachteile aber beim Betrieb in der Praxis sind offensichtlich. Wenn eine tragbare Leuchte als Notleuchte verwendet wird, wird die Ausleuchtung von Gefahrenstellen bei Erreichen des unteren Spannungswertes abgeschaltet, wodurch das Ausleuchten von Gefahrenstellen beendet und dabei wichtige Reparaturarbeiten nicht mehr weitergeführt werden können. Leuchten ohne Tiefentladeschutz haben dabei einen Vorteil: Der Benutzer sieht am immer schwächer werdenden Lichtstrom der Lampe, daß die Batteriekapazität sich langsam erschöpft und kann entsprechende Maßnahmen ergreifen, die Gefahrenstelle z. B. verlassen, die Reparaturarbeiten unterbrechen und dergleichen. Der Nachteil besteht aber darin, daß dann die Batterien bis unter die Tiefentladegrenze betrieben werden, was den Totalausfall der Batterie zur Folge hat. Bleibatterien, die im Vergleich zu Nickel-Cadmium-Batterien im Tiefentladeverhalten wesentlich schlechter abschneiden, sind schon nach ungefähr 10 Zyklen entladen und wenn sie auf einen Spannungswert von kleiner als 1 Volt/Zelle entladen werden, sind die Bleibatterien schon unbrauchbar.The disadvantage of known deep discharge protection circuits or -Procedure is that the consumer is abrupt is turned off. The battery does protected, but the disadvantages when operating in practice are obvious. If a portable lamp as Emergency light is used, the illumination of Danger points when the lower voltage value is reached switched off, causing the illumination of Danger points ended and important repair work can no longer be continued. to shine without deep discharge protection have one advantage: The The user sees the steadily weakening luminous flux the lamp that the battery capacity is slowly increasing exhausted and can take appropriate measures the danger point z. B. leave the repair work interrupt and the like. The disadvantage is in that the batteries then go below the deep discharge limit operated, which is the total failure of the Battery. Lead acid batteries compared to nickel-cadmium batteries with deep discharge behavior perform much worse, are already after discharged about 10 cycles and when on one Discharge voltage value of less than 1 volt / cell lead batteries are unusable.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die oben erwähnten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll erreicht werden, daß bis zum endgültigen Ausschalten zur Erzielung des Tiefentladeschutzes eines Signalisierung der nachlassenden Batteriekapazität erzeugt wird. The object of the invention is a method and Specify circuit arrangement of the type mentioned at the outset, in which the disadvantages mentioned above are avoided will. In particular, it should be achieved that by final switch-off to achieve deep discharge protection a signaling of the declining Battery capacity is generated.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing Features of claim 1 solved.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind dem Anspruch 2 zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the invention are the claim 2.
Die Erfindung besteht also darin, daß nach Unterschreiten eines vorgegebenen ersten Wertes der Batteriespannung die Versorgungsspannung getaktet ein- und ausgeschaltet wird, wobei der Spannungsmittelwert am Verbraucher reduziert wird. Verwendet man eine Glühlampe, wird dabei die Helligkeit der Glühlampe reduziert und der Benutzer kann die Verringerung der Kapazität der Batterie erkennen. Bei Unterschreitung eines zweiten vorgegebenen Wertes, wenn also die Tiefentladung droht, wird dann der gesamte Batteriestrom abgeschaltet.The invention therefore consists in that after falling below a predetermined first value of the battery voltage the supply voltage clocked in and is switched off, the mean voltage value on Consumer is reduced. If you use an incandescent lamp, the brightness of the light bulb is reduced and the user can reduce the capacity of the Detect battery. When falling below a second specified value, i.e. if there is a risk of deep discharge, the entire battery power is then switched off.
Aufgrund der längeren Takt-Ausschaltzeiten in dem Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Wert der Versorgungsspannung reduziert sich die Helligkeit der Lampe kontinuierlich bis zum Abschaltzeitpunkt; auch dies hilft dann dem Benutzer, die Gefahrenstelle rechtzeitig zu verlassen bzw. eventuelle Reparaturarbeiten einzustellen; eine unverhoffte Ausschaltung der Lampe wird dann nicht mehr zu befürchten sein.Due to the longer cycle switch-off times in the Range between the first and the second value of the Supply voltage reduces the brightness of the Lamp continuously until switch-off time; also this then helps the user get the danger spot in time to leave or any repair work to stop; an unexpected lamp shutdown then there will be no more fear.
Die Schaltungsanordnung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, ist aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 3 zu entnehmen.The circuit arrangement with which the invention Procedure performed is from the characteristic Features of claim 3 can be seen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Schaltungsanordnung sind aus den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen. Further advantageous refinements and improvements the circuit arrangement are from the further subclaims refer to.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, soll die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen näher erläutert und beschrieben werden.Based on the drawing, in which an embodiment of the Invention is shown, the invention is intended as well further advantageous refinements and improvements are explained and described in more detail.
Es zeigt:It shows:
Bild 1: Eine schematische Block-Bild-Darstellung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, Figure 1: A schematic block-image representation of the circuit arrangement according to the invention,
Bild 2: eine detaillierte Darstellung der Schaltungsanordnung gemäß Bild 1 und Figure 2: a detailed representation of the circuit arrangement according to Figures 1 and
Bild 3: eine grafische Darstellung des Lichtstromes über der Batteriespannung. Figure 3: a graphical representation of the luminous flux over the battery voltage.
Eine Glühlampe h 1 befindet sich in einem Glühlampenstromkreis 10, der von einer Batterie 11 mit Energie versorgt wird. Im Glühlampenstromkreis 10 befindet sich vor der Glühlampe h 1 ein erster Schalter S 1; zwischen dem ersten Schalter S 1 und der Glühlampe ist eine Anschlußklemme 12 eines zweiten Schalters S 2 geschaltet und im Glühlampenstromkreis 10 hinter der Glühlampe h 1 ist ein dritter Schalter S 3 eingeschaltet. Zwischen dem Glühlampenstromkreis 10 und der Anschlußklemme 12 ist ein Bein eines Differenziergliedes angeschlossen, das aus einem Kondensator C und einem Widerstand R gebildet wird; das andere Bein des Differenziergliedes ist an den negativen Pol 13 der Batterie angeschlossen. Der Pluspol der Batterie besitzt die Bezugsziffer 14. Der andere Anschluß 15 des Schalters liegt an einer Leitung 16 an, die mit einer Referenzschaltung 17 verbunden ist; die Schaltungsanordnung besitzt weiterhin einen Schwellwertschalter 18, einen Oszillator 19 und eine Vergleicherschaltung 20. Über das Differenzierglied R/C wird dem Schwellwertschalter 18 über eine zwischen dem Kondensator C und dem Widerstand R angeschlossene Leitung 21 ein Spannungsimpuls gegeben. Dadurch schließt der Schwellwertschalter 18 über die strichpunktiert gezeichnete Leitung 22 den elektronischen Schalter S 2. Dadurch steht an der Leitung 16 die Batteriespannung U h an. Der Schwellwertschalter vergleicht die von der Referenzschaltung 17 abgegebene Spannung mit der Batteriespannung U h , und dann wenn U h größer ist als die Referenzspannung U Ref , gibt der Schwellwertschalter über die Leitung 22 das "Ein"-Signal an den Schalter S 2, der dann geschlossen bleibt. Die Schaltung versorgt sich somit selbst (Selbsthalteschaltung).An incandescent lamp h 1 is located in an incandescent lamp circuit 10 , which is supplied with energy by a battery 11 . In the incandescent lamp circuit 10 is located in front of the incandescent lamp 1 h, a first switch S 1; a connection terminal 12 of a second switch S 2 is connected between the first switch S 1 and the incandescent lamp, and a third switch S 3 is switched on in the incandescent lamp circuit 10 behind the incandescent lamp h 1 . Between the incandescent lamp circuit 10 and the connecting terminal 12 , a leg of a differentiating element is connected, which is formed from a capacitor C and a resistor R ; the other leg of the differentiator is connected to the negative pole 13 of the battery. The positive pole of the battery has the reference number 14 . The other terminal 15 of the switch is connected to a line 16 which is connected to a reference circuit 17 ; the circuit arrangement also has a threshold switch 18 , an oscillator 19 and a comparator circuit 20 . A voltage pulse is given to the threshold switch 18 via the differentiator R / C via a line 21 connected between the capacitor C and the resistor R. As a result, the threshold switch 18 closes the electronic switch S 2 via the line 22 shown in broken lines. As a result, the battery voltage U h is present on line 16 . The threshold switch compares the voltage output by the reference circuit 17 with the battery voltage U h , and then when U h is greater than the reference voltage U Ref , the threshold switch gives via line 22 the "on" signal to the switch S 2 , which then remains closed. The circuit thus supplies itself (self-holding circuit).
Der Oszillator 19 erzeugt eine Dreieckspannung U D , die von der Referenzspannung U Ref gesteuert einen AmplitudenhöchstwertThe oscillator 19 generates a triangular voltage U D which , controlled by the reference voltage U Ref, has a maximum amplitude value
U Ref + U D U Ref + U D
und einen Amplitudenniedrigstwertand an amplitude lowest value
U Ref -U D U Ref - U D
hat. Die Dreieckspannung U D wird vom Vergleicher mit der Batteriespannung U h verglichen. IstHas. The triangle voltage U D is compared by the comparator with the battery voltage U h . Is
U h U Ref + U D U h U Ref + U D
dann wird über die weitere strichpunktierte Leitung 23 der elektronische Schalter S 3 dauernd eingeschaltet und die Glühlampe H 1 brennt. Sinkt im Laufe der Entladung die Batteriespannung U batt (entspricht U h ), so wird bei Unterschreiten der Schwellethen the electronic switch S 3 is continuously switched on via the further dash-dotted line 23 and the incandescent lamp H 1 burns. If the battery voltage U batt drops in the course of the discharge (corresponds to U h ), the threshold will be reached if the voltage falls below the threshold
U Ref + U D U Ref + U D
der Schalter S 3 nicht mehr dauernd eingeschaltet, sondern periodisch mit einem Taktverhältnis, das dem Momentanwert der Batteriespannung entspricht. Dadurch wird der Spannungsmittelwert an der Lampe H 1 reduziert; der Lichtstrom nimmt ab. Durch entsprechende Dimensionierung kann der Lichtstrom soweit abnehmen, daß er bei Erreichen des Tiefentladeschutzgrenzwertes nur noch wenige Prozent des Nennlichtstromes beträgt. Der Tiefentladeschutz wird aus der Zusammenwirkung der Referenzschaltungsanordnung, dem Schwellwertschalter und dem Schalter S 2 gebildet. Erreicht die Batteriespannung den Wert U h kleiner U Ref , dann spricht der Schwellwertschalter an und öffnet den Schalter S 2, so daß die Spannung U h wegfällt und der Batteriestrom bis auf wenige Milliampere gegen Null geht, da die Lampe h 1 verlischt und nicht wieder eingeschaltet wird.the switch S 3 is no longer switched on continuously, but periodically with a clock ratio that corresponds to the instantaneous value of the battery voltage. This reduces the mean voltage value on the lamp H 1 ; the luminous flux decreases. Appropriate dimensioning means that the luminous flux can decrease to such an extent that when the deep discharge protection limit value is reached it is only a few percent of the nominal luminous flux. The deep discharge protection is formed from the interaction of the reference circuit arrangement, the threshold switch and the switch S 2 . If the battery voltage reaches the value U h less than U Ref , the threshold switch responds and opens the switch S 2 , so that the voltage U h disappears and the battery current drops to a few milliamps towards zero, since the lamp h 1 goes out and not again is switched on.
Es sei nun Bezug genommen auf Bild 2. Der Schalter S 1 wird geschlossen. Dadurch fließt über das Differenzierglied, das aus einer Reihenschaltung von Widerständen R 1, R 2, einer Diode V 2 und einer Kapazität C 1 besteht und parallel zu der Reihenschaltung von Batterie 11 und dem Schalter S 1 parallel geschaltet ist, kurzzeitig ein Strom. Zwischen den beiden Widerständen R 1 und R 2 ist die Basis eines Transistors V 1 geschaltet, und der Spannungsabfall an dem Widerstand R 1 steuert die Basis des Transistors V 1 an, so daß jener in den leitenden Zustand geht. Dadurch wird auf die Leitung 16 die Spannung U h gegeben. Zwischen der Leitung 16 und dem Minuspol der Batterie 11 liegen ein weiterer Widerstand R 6 und eine Zenerdiode V 6, welche beiden Bauteile die Referenzschaltung bilden und somit die Referenzspannung U Ref bilden. Parallel zu dem Widerstand R 6 und der Diode V 6 liegt ein Spannungsteiler aus zwei Widerständen R 5 und R 9; in einem Vergleicher V 5 wird die von den beiden Widerständen R 5 und R 9 geteilte Spannung mit der Referenzspannung U Ref verglichen; der Minus-Eingang liegt zwischen dem Widerstand R 6 und der Diode V 6. Der Ausgang des Komperators ist an die Basis eines Transistors V 4 geschaltet und zwischen dem Kollektor und der Basis befindet sich ein Widerstand R 4. Wenn nur der Referenzwert U Ref größer ist als der Spannungsteilerwert R 5/R 9, dann wird der Transistor V 4 von dem Komperator V 5 in den leitenden Zustand gesteuert und über Widerstände R 1, R 2 und Diode V 2 bleibt der Transistor V 1 leitend; die Schaltung versorgt sich selbst (Selbsthalteschaltung).Reference is now made to Figure 2. Switch S 1 is closed. As a result, a current flows briefly via the differentiator, which consists of a series connection of resistors R 1 , R 2 , a diode V 2 and a capacitor C 1 and is connected in parallel to the series connection of battery 11 and the switch S 1 . The base of a transistor V 1 is connected between the two resistors R 1 and R 2 , and the voltage drop across the resistor R 1 drives the base of the transistor V 1 so that it goes into the conductive state. As a result, the voltage U h is applied to line 16 . Between the line 16 and the negative pole of the battery 11 there are a further resistor R 6 and a Zener diode V 6 , which two components form the reference circuit and thus form the reference voltage U Ref . Parallel to the resistor R 6 and the diode V 6 is a voltage divider consisting of two resistors R 5 and R 9 ; in a comparator V 5 , the voltage divided by the two resistors R 5 and R 9 is compared with the reference voltage U Ref ; the minus input lies between the resistor R 6 and the diode V 6 . The output of the comparator is connected to the base of a transistor V 4 and a resistor R 4 is located between the collector and the base. If only the reference value U Ref is greater than the voltage divider value R 5 / R 9 , the transistor V 4 is controlled by the comparator V 5 to the conductive state and the transistor V 1 remains via resistors R 1 , R 2 and diode V 2 conductive; the circuit supplies itself (self-holding circuit).
Die Oszillatorschaltung ist gebildet aus einem Widerstand R 10, dessen eines Bein zwischen die Zener-Diode und dem Widerstand R 6 geschaltet ist, einem Widerstand R 11, der zum Widerstand R 10 in Reihe liegt, einem Widerstand R 7, der zu dem Widerstand R 11 in Reihe liegt und dessen anderes Bein an der Leitung 16 angeschlossen ist, einem Widerstand R 12, der parallel zu dem Minus-Eingang und dem Ausgang eines Komperators V 5′ geschaltet ist, dessen positiver Eingang zwischen den Widerständen R 10 und R 11 angeschlossen ist und dessen Ausgang ebenfalls zwischen den Widerständen R 7 und R 11 eingeschaltet ist, und einer Kapazität C 3, die zwischen dem Minus-Eingang des Komperators V 5′ und dem Minuspol der Batterie liegt. Der Widerstand R 12 liegt mit seinem einen Bein zwischen dem Minus-Anschluß des Komperators V 5′ und der Kapazität C 3 und mit dem anderen Bein am Ausgang des Komperators V 5′. Diese Oszillatorschaltung erzeugt eine Dreieckspannung U D einer Kapazität, die den Höchstwert vonThe oscillator circuit is formed from a resistor R 10 , one leg of which is connected between the Zener diode and the resistor R 6 , a resistor R 11 which is in series with the resistor R 10 , a resistor R 7 which is connected to the resistor R 11 is in series and its other leg is connected to line 16 , a resistor R 12 , which is connected in parallel to the minus input and the output of a comparator V 5 ', the positive input of which is connected between the resistors R 10 and R 11 is and the output is also turned on between the resistors R 7 and R 11 , and a capacitance C 3 , which lies between the negative input of the comparator V 5 'and the negative pole of the battery. The resistor R 12 lies with one leg between the minus connection of the comparator V 5 'and the capacitance C 3 and with the other leg at the output of the comparator V 5 '. This oscillator circuit generates a triangular voltage U D of a capacitance which is the maximum value of
und einen Niedrigstwert vonand a lowest of
besitzt. Die Frequenz des Oszillators wird durch die Widerstände R 12, R 10, R 11 und R 7 und die Kapazität C 3 bestimmt und liegt aufgrund entsprechender Dimensionierung dieser Teile zwischen 100 bis 500 Herz. Die Dreieckspannung U D wird dem positiven Eingang eines weiteren Komperators V 5″ zugeführt; der negative Anschluß des Komperators V 5″ liegt an einem Mittelabgriff eines Potentiometers R 13, der über weitere Widerstände R 8 und R 14 einerseits mit der Leitung U h und andererseits mit dem Minuspol der Batterie verbunden ist. Diese Dreiecksspannung U D also wird vom Vergleicher V 5″ über den Spannungsteiler R 8, R 13, R 14 mit der Spannung U h verglichen. Liegt diese geteilte Spannung aus U h über dem Höchstwert von U D , dann wird über einen am Ausgang des Komperators V 5″ anliegenden Spannungsteiler aus den beiten Widerständen R 15 und R 16 die Basis eines Transistors V 7 angesteuert, so daß der Transistor V 7, dessen Kollektor an der Leitung 16 anliegt, leitend und über einen im Emitterkreis liegenden Spannungsteiler aus den Widerständen R 17 und R 18 auch ein Schalttransistor V 8 dauernd leitend; die Basis des Transistors liegt zwischen den beiden Widerständen R 17 und R 18 an und parallel zu der Basis-Kollektorstrecke liegt eine Kapazität C 4. Wenn der Transistor V 8 leitend ist, brennt die Glühlampe h 1. Sinkt im Laufe der Entladung die Batteriespannung ab, so sinkt auch die Spannung U h ab. Unterschreitet diese Spannung am invertierenden Eingang des Vergleichers V 5″ den Wert von U D , dann erscheint am Ausgang des Komperators V 5″ ein pulslängen-moduliertes Signal. Die beiden Transistoren V 7 und V 8 werden nun getaktet betrieben. Das Taktverhältnis ist abhängig von U h und bestimmt den Gleichstrommittelwert durch die Glühlampe h 1. Der Lichtstrom nimmt überproportional ab über der Abnahme der Spannung U h bzw. U batt .owns. The frequency of the oscillator is determined by the resistors R 12 , R 10 , R 11 and R 7 and the capacitance C 3 and is between 100 and 500 hearts due to the appropriate dimensioning of these parts. The triangular voltage U D is fed to the positive input of a further comparator V 5 ″; the negative connection of the comparator V 5 ″ is due to a center tap of a potentiometer R 13 , which is connected via further resistors R 8 and R 14 on the one hand to the line U h and on the other hand to the negative pole of the battery. This triangular voltage U D is therefore compared by the comparator V 5 ″ via the voltage divider R 8 , R 13 , R 14 with the voltage U h . If this divided voltage from U h is above the maximum value of U D , then the base of a transistor V 7 is driven via a voltage divider at the output of the comparator V 5 ″ from the two resistors R 15 and R 16 , so that the transistor V 7 , the collector of which is connected to line 16, is conductive and a switching transistor V 8 is also continuously conductive via a voltage divider in the emitter circuit comprising resistors R 17 and R 18 ; the base of the transistor lies between the two resistors R 17 and R 18 and a capacitor C 4 lies parallel to the base collector path. If the transistor V 8 is conductive, the incandescent lamp h 1 burns. If the battery voltage drops in the course of the discharge, the voltage U h also drops. If this voltage falls below the value of U D at the inverting input of the comparator V 5 ″, a pulse-length-modulated signal appears at the output of the comparator V 5 ″. The two transistors V 7 and V 8 are now operated clocked. The clock ratio is dependent on U h and determines the average DC value through the incandescent lamp h 1 . The luminous flux decreases disproportionately as the voltage U h or U batt decreases .
Sinkt die Batteriespannung weiter ab, dann sinkt auch die Spannung am nichtinvertierenden Eingang des Komperators V 5. Unterschreitet diese den Wert von U Ref , dann schaltet der Komperator V 5 gegen Null und der Transistor V 4 sperrt; damit wird über die Diode V 2, den Widerstand und den Widerstand R 2 auch der Transistor V 1 in den Sperrzustand gefahren. Die Schaltung nimmt sich dadurch die Versorgungsspannung, wodurch der Tiefentladeschutz mit Wiedereinschaltsperre erzeugt wird. Ein erneutes Aktivieren der gesamten Schaltung ist nur durch Öffnen und Wiederschließen des Schalters S 1 möglich.If the battery voltage drops further, then the voltage at the non-inverting input of the comparator V 5 also drops. If this falls below the value of U Ref , the comparator V 5 switches to zero and the transistor V 4 blocks; thus the transistor V 1 is also switched into the blocking state via the diode V 2 , the resistor and the resistor R 2 . The circuit then takes the supply voltage, which creates deep discharge protection with a restart lock. The entire circuit can only be reactivated by opening and closing switch S 1 .
Durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird folgendes erreicht:By the inventive method or by Circuit arrangement according to the invention will be the following reached:
Bei genügend hoher Batteriespannung ist die Lampe dauernd eingeschaltet. Sinkt im Laufe der Entladung die Zellenspannung z. B. einer Nickel-Cadmium-Batterie auf einen Wert von weniger als 1 Volt/Zelle, dann wird der Lichtstrom der Glühlampe überproportional heruntergestellt. Dem Benutzer wird dadurch erkenntlich, daß die Batteriekapazität am Ende ist. Durch die Verringerung des Lampenstromes wird die Restkapazität zur Verlängerung der Brenndauer genutzt. Kurz vor Ansprechen des Tiefentladeschutzes hat der Lichtstrom so kleine Werte, daß der Benutzer die Leuchte u. U. selbst abschaltet.If the battery voltage is high enough, the lamp is constantly on. Sinks in the course of the discharge Cell voltage z. B. a nickel-cadmium battery a value of less than 1 volt / cell, then the Luminous flux of the incandescent lamp is reduced disproportionately. The user can see that the Battery capacity is at the end. By reducing of the lamp current becomes the remaining capacity for extension the burning time used. Shortly before addressing the Deep discharge protection, the luminous flux has such small values that the user u. U. turns itself off.
Bei einer speziellen Ausgestaltung einer Batterie mit vier Nickel-Cadmium-Zellen wird bei einer Batteriespannung kleiner 4 Volt, d. h. 1 Volt/Zelle der Lichtstrom zurückgefahren. Bei 0,9 Volt/Zelle beträgt der Lichtstrom noch ca. 5% und bei diesem Wert, d. h. bei 3,6 Volt Batteriespannung, spricht der Tiefentladeschutz an. Es sei hierbei Bezug genommen auf Bild 3. Man erkennt ausgezogen den Lichtstromverlauf einer 4,8 Volt, 5 Watt-Glühlampe in Abhängigkeit von der Batteriespannung. Die strichlierte Linie verläuft bis zu einer Batteriespannung von 3,9 Volt exakt auf der ausgezogenen Linie und bei weiterem Absinken der Batteriespannung, d. h. also der Kapazität, senkt sich der Strom über den Verbraucher aufgrund der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung überproportional ab bis auf einen Wert von 3,6 Volt Batteriespannung, bei der der Tiefentladeschutz anspricht und die Lampe h 1 von der Batterieversorgung abtrennt.In a special embodiment of a battery with four nickel-cadmium cells, the luminous flux is reduced when the battery voltage is less than 4 volts, ie 1 volt / cell. At 0.9 volts / cell the luminous flux is still approx. 5% and at this value, ie with 3.6 volts battery voltage, the deep discharge protection responds. Reference is made here to Figure 3. When drawn out, the luminous flux of a 4.8 volt, 5 watt incandescent lamp can be seen depending on the battery voltage. The dashed line runs up to a battery voltage of 3.9 volts exactly on the solid line and if the battery voltage drops further, that is to say the capacity, the current through the consumer drops disproportionately to a value of 3 due to the circuit arrangement according to the invention. 6 volt battery voltage at which the deep discharge protection responds and disconnects the lamp h 1 from the battery supply.
Claims (5)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863611484 DE3611484C2 (en) | 1986-04-05 | 1986-04-05 | Circuit arrangement for a portable lamp |
| EP87104644A EP0240883A3 (en) | 1986-04-05 | 1987-03-28 | Method for obtaining a deep discharge protection for a rechargeable battery, and circuit arrangement to perform the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863611484 DE3611484C2 (en) | 1986-04-05 | 1986-04-05 | Circuit arrangement for a portable lamp |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3611484A1 true DE3611484A1 (en) | 1987-10-08 |
| DE3611484C2 DE3611484C2 (en) | 1994-06-09 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0240883A3 (en) |
| DE (1) | DE3611484C2 (en) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3929185A1 (en) * | 1989-09-02 | 1990-03-29 | Claus Dr Wuensche | Polarity reversal protection system for battery - uses electronic component or integrated circuit providing reverse voltage protection for each individual battery cell |
| DE3841769C1 (en) * | 1988-12-12 | 1990-06-07 | Juergen 8014 Neubiberg De Wemhoener | Circuit for ensuring the provision of starting energy in motor vehicles with internal combustion engines |
| EP0512340A1 (en) * | 1991-04-26 | 1992-11-11 | Sony Corporation | Overcharge preventing device and overdischarge preventing device for a secondary battery |
| EP0525744A1 (en) * | 1991-07-31 | 1993-02-03 | Sony Corporation | Circuit for preventing overcharge and overdischarge of secondary batteries |
| WO1993007735A1 (en) * | 1991-10-03 | 1993-04-15 | Alfa-Laval Agriculture International Ab | A method for adapting the operation of an electric fence energiser to the type of battery |
| DE9302801U1 (en) | 1993-02-26 | 1993-12-09 | Helix Solarelektronik GmbH, 89081 Ulm | Device for protecting accumulators against excessive discharge with variable discharge end voltage |
| DE4234231A1 (en) * | 1992-10-10 | 1994-04-14 | Adolf Wuerth Gmbh & Co Kg | Rechargeable battery |
| WO1994014229A1 (en) * | 1992-12-05 | 1994-06-23 | Braun Aktiengesellschaft | Automatic load current back regulation |
| DE4429101A1 (en) * | 1993-08-20 | 1995-02-23 | Sanyo Electric Co | Circuit for preventing a rechargeable battery being excessively discharged |
| DE29607780U1 (en) * | 1996-04-30 | 1996-06-13 | Trautmann KG Calira-Apparatebau, 87600 Kaufbeuren | Circuit for protecting a battery against deep discharge |
| US5547775A (en) * | 1991-04-26 | 1996-08-20 | Sony Corporation | Circuit for preventing overcharge and overdischarge of secondary batteries |
| EP0749189A1 (en) * | 1994-12-19 | 1996-12-18 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Overcurrent feed preventing device |
| DE19637574A1 (en) * | 1996-09-14 | 1998-03-26 | Braun Ag | Process and arrangement for switching off consumers |
| US6492791B1 (en) | 1999-03-18 | 2002-12-10 | Fujitsu Limited | Protection method, control circuit, and battery unit |
| DE10333418A1 (en) * | 2003-07-17 | 2005-02-24 | Witte & Sutor Gmbh | Torch, especially rod light, has light source circuit connected before light source to convert circuit's input voltage into suitable LED supply voltage above threshold light voltage of LED |
| WO2006131533A2 (en) * | 2005-06-10 | 2006-12-14 | Siemens Vdo Automotive Ag | Arrangement provided with a recording device |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR930001812B1 (en) * | 1990-07-19 | 1993-03-13 | 삼성전자주식회사 | Circuit for protecting over-discharge and over-voltage |
| US5623193A (en) * | 1991-09-26 | 1997-04-22 | Braun Aktiengesellschaft | Apparatus for controlling battery discharge |
| DE4131981A1 (en) * | 1991-09-26 | 1993-04-01 | Braun Ag | BATTERY POWERED DEVICE |
| US5581170A (en) | 1994-12-12 | 1996-12-03 | Unitrode Corporation | Battery protector |
| US5652501A (en) | 1994-12-12 | 1997-07-29 | Unitrode Corporation | Voltage sensor for detecting cell voltages |
| US6571091B1 (en) | 1995-05-30 | 2003-05-27 | Motorola, Inc. | Power control method and apparatus suitable for use in a radio communication device |
| US6429811B1 (en) | 2000-02-15 | 2002-08-06 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for compressing GPS satellite broadcast message information |
| DE50015840D1 (en) | 2000-05-19 | 2010-02-25 | Infineon Technologies Ag | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR PROTECTING A BATTERY FROM DEEP DISCHARGE |
| US7157882B2 (en) | 2002-11-22 | 2007-01-02 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Method and system for battery protection employing a selectively-actuated switch |
| US7589500B2 (en) | 2002-11-22 | 2009-09-15 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Method and system for battery protection |
| US8471532B2 (en) | 2002-11-22 | 2013-06-25 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Battery pack |
| WO2005117231A1 (en) * | 2004-05-24 | 2005-12-08 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Method and system for battery charging |
| GB0422283D0 (en) * | 2004-10-06 | 2004-11-10 | Zi Medical Plc | Reserve power for a battery |
| JP5254568B2 (en) | 2007-05-16 | 2013-08-07 | 日立ビークルエナジー株式会社 | Cell controller, battery module and power supply system |
| CN105790375B (en) * | 2016-04-25 | 2019-04-02 | 六安市同心畅能电子科技有限公司 | 5V power supply adaptor intelligent control circuit |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2128015B1 (en) * | 1971-06-05 | 1972-10-05 | Friemann & Wolf Gmbh | Circuit arrangement for protection against deep discharge of an accumulator in an emergency power supply device that can be charged by a charger |
| DE1513375B2 (en) * | 1964-12-17 | 1973-03-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka (Japan) | CIRCUIT ARRANGEMENT TO PREVENT EXCESSIVE DISCHARGE OF A BATTERY USED AS AN ENERGY SOURCE |
| DE2433356A1 (en) * | 1974-07-11 | 1976-01-22 | Ehmann Elektrotech | Battery charge state monitoring unit - has automatic load disconnection at preset voltage level |
| US4342953A (en) * | 1980-05-02 | 1982-08-03 | Nicholl Brothers, Inc. | Battery protection circuit |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3969635A (en) * | 1974-02-25 | 1976-07-13 | Wilke William G | Voltage condition monitor |
| US3932797A (en) * | 1974-12-24 | 1976-01-13 | Flight Systems, Inc. | Self-testing battery discharge indicator |
-
1986
- 1986-04-05 DE DE19863611484 patent/DE3611484C2/en not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-03-28 EP EP87104644A patent/EP0240883A3/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1513375B2 (en) * | 1964-12-17 | 1973-03-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka (Japan) | CIRCUIT ARRANGEMENT TO PREVENT EXCESSIVE DISCHARGE OF A BATTERY USED AS AN ENERGY SOURCE |
| DE2128015B1 (en) * | 1971-06-05 | 1972-10-05 | Friemann & Wolf Gmbh | Circuit arrangement for protection against deep discharge of an accumulator in an emergency power supply device that can be charged by a charger |
| DE2433356A1 (en) * | 1974-07-11 | 1976-01-22 | Ehmann Elektrotech | Battery charge state monitoring unit - has automatic load disconnection at preset voltage level |
| US4342953A (en) * | 1980-05-02 | 1982-08-03 | Nicholl Brothers, Inc. | Battery protection circuit |
Cited By (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3841769C1 (en) * | 1988-12-12 | 1990-06-07 | Juergen 8014 Neubiberg De Wemhoener | Circuit for ensuring the provision of starting energy in motor vehicles with internal combustion engines |
| DE3929185A1 (en) * | 1989-09-02 | 1990-03-29 | Claus Dr Wuensche | Polarity reversal protection system for battery - uses electronic component or integrated circuit providing reverse voltage protection for each individual battery cell |
| US5547775A (en) * | 1991-04-26 | 1996-08-20 | Sony Corporation | Circuit for preventing overcharge and overdischarge of secondary batteries |
| EP0512340A1 (en) * | 1991-04-26 | 1992-11-11 | Sony Corporation | Overcharge preventing device and overdischarge preventing device for a secondary battery |
| US5304915A (en) * | 1991-04-26 | 1994-04-19 | Sony Corporation | Overcharge preventing device and overdischarge preventing device for a secondary battery |
| EP0525744A1 (en) * | 1991-07-31 | 1993-02-03 | Sony Corporation | Circuit for preventing overcharge and overdischarge of secondary batteries |
| GB2275583A (en) * | 1991-10-03 | 1994-08-31 | Alfa Laval Agri Int | A method for adapting the operation of an electric fence energiser to the type of battery |
| GB2275583B (en) * | 1991-10-03 | 1995-08-02 | Alfa Laval Agri Int | A method for adapting the operation of an electric fence energiser to the type of battery |
| WO1993007735A1 (en) * | 1991-10-03 | 1993-04-15 | Alfa-Laval Agriculture International Ab | A method for adapting the operation of an electric fence energiser to the type of battery |
| DE4234231A1 (en) * | 1992-10-10 | 1994-04-14 | Adolf Wuerth Gmbh & Co Kg | Rechargeable battery |
| US5480734A (en) * | 1992-10-10 | 1996-01-02 | Adolf Wurth Gmbh & Co. Kg | Rechargeable accumulator |
| US5619126A (en) * | 1992-12-05 | 1997-04-08 | Braun Aktiengesselschaft | Circuit arrangement for automatically decreasing the load current |
| WO1994014229A1 (en) * | 1992-12-05 | 1994-06-23 | Braun Aktiengesellschaft | Automatic load current back regulation |
| DE9302801U1 (en) | 1993-02-26 | 1993-12-09 | Helix Solarelektronik GmbH, 89081 Ulm | Device for protecting accumulators against excessive discharge with variable discharge end voltage |
| DE4429101A1 (en) * | 1993-08-20 | 1995-02-23 | Sanyo Electric Co | Circuit for preventing a rechargeable battery being excessively discharged |
| EP0749189A1 (en) * | 1994-12-19 | 1996-12-18 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Overcurrent feed preventing device |
| EP0749189A4 (en) * | 1994-12-19 | 1997-05-07 | Yamaha Motor Co Ltd | Overcurrent feed preventing device |
| US6465983B1 (en) | 1994-12-19 | 2002-10-15 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Overcurrent protection device |
| DE29607780U1 (en) * | 1996-04-30 | 1996-06-13 | Trautmann KG Calira-Apparatebau, 87600 Kaufbeuren | Circuit for protecting a battery against deep discharge |
| DE19637574A1 (en) * | 1996-09-14 | 1998-03-26 | Braun Ag | Process and arrangement for switching off consumers |
| US6188142B1 (en) | 1996-09-14 | 2001-02-13 | Braun Gmbh | Method and arrangement for disconnecting consumers |
| US6885168B2 (en) | 1999-03-18 | 2005-04-26 | Fujitsu Limited | Battery unit having means for preventing over-discharge |
| US6492791B1 (en) | 1999-03-18 | 2002-12-10 | Fujitsu Limited | Protection method, control circuit, and battery unit |
| US6989652B2 (en) | 1999-03-18 | 2006-01-24 | Fujitsu Limited | Protection method, control circuit, and battery unit |
| US7276881B2 (en) | 1999-03-18 | 2007-10-02 | Fujitsu Limited | Protection method, control circuit, and battery unit |
| DE10009618B4 (en) * | 1999-03-18 | 2013-01-17 | Fujitsu Semiconductor Ltd. | battery unit |
| DE10066259B4 (en) * | 1999-03-18 | 2015-06-03 | Socionext Inc. | Protection method, control circuit and system |
| DE10333418A1 (en) * | 2003-07-17 | 2005-02-24 | Witte & Sutor Gmbh | Torch, especially rod light, has light source circuit connected before light source to convert circuit's input voltage into suitable LED supply voltage above threshold light voltage of LED |
| DE10333418B4 (en) * | 2003-07-17 | 2005-11-17 | Witte & Sutor Gmbh | LED flashlight |
| WO2006131533A2 (en) * | 2005-06-10 | 2006-12-14 | Siemens Vdo Automotive Ag | Arrangement provided with a recording device |
| WO2006131533A3 (en) * | 2005-06-10 | 2007-03-08 | Siemens Ag | Arrangement provided with a recording device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3611484C2 (en) | 1994-06-09 |
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| EP0240883A2 (en) | 1987-10-14 |
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